[发明专利]钛白粉生产废酸环保处理方法及处理渣的再利用

说明书

技术领域

本发明属于钛白粉生产领域，具体涉及一种钛白粉生产废酸环保处理方法及处理渣的再利用。

背景技术

硫酸法是我国生产钛白粉的主要方法，生产1吨钛白粉产生8吨废酸，废酸中含有硫酸20～23％，硫酸亚铁5～8％，硫酸氧钛2～3％。废酸直接排放将对环境造成重大破坏。

目前处理废酸的方法主要有以下几个种类：

一、用废酸浸取矿石中的有用元素。例如，用废酸浸取磷酸矿制磷肥，用废酸浸取锰矿制取硫酸锰。这一类方法存在二次污染及处理成本高的问题。如浸取磷矿制磷肥，会产生大量的磷石膏，磷石膏没有利用价值只能异地堆放，其中的硫酸根酸化土壤，形成二次污染。如浸取锰矿制硫酸锰时，废酸中的二价铁离子污染硫酸锰，必须在原有工艺中加大价格高的氧化剂用量，氧化溶液中的二价铁成三价铁，随后脱除。废酸代替新酸降低的成本不足抵消除铁过程新增的成本，经济效益较差。

二、废酸浓缩后返回钛白粉生产使用。这一方法存在的主要问题有，需消耗大量能源加热蒸发废酸中的水分，随废酸浓度增大，硫酸亚铁结晶析出，增加了硫酸亚铁固废量，析出的硫酸亚铁容易在输送废酸的管线内结垢，堵塞泵、阀，浓缩后的废酸浓度不高，只能作为钛白粉生产的钛液水解稀释剂，使用后仍然成为需要处理的废酸。

三、从废酸中回收特定物质，如回收硫酸氧钛制磷酸钛，如回收钪制氧化钪等。这一类方法回收了废酸中的部分物质，其它物质仍未进行处理，大量废酸仍需用其他方法处理，不能解决废酸的污染问题。

四、中和法。例如用氨水中和废酸制取硫酸铵，用氧化镁中和制取硫酸镁。用氨水中和废酸存在的问题是残留于废水中的铵、氮不能脱除，成为二次污染源。用氧化镁中和废酸制硫酸镁，因氧化镁的价格高，造成废酸处理成本高，经济效益较差。

石灰中和，因石灰的价格低，处理方法简单，设备投资少，因而成本低，成为目前处理废酸的主要方法。但直接用石灰中和得到以硫酸钙为主要成分的红石膏和中性水，红石膏因成分复杂，含铁量大，用途受限，只能异地堆放。一吨钛白粉产生的废酸用氧化钙中和时产生5-8吨红石膏，长期堆放会酸化土壤，破坏环境。这样实质上是将液废变成固废，废酸中的物质也没有得到回收利用。

上述方法或者没有解决废酸处理后的二次污染问题，或者处理成本高。因此，本领域技术人员需要一种将废酸清洁化处理并回收废酸中物质的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能分离回收废酸中的各种物质的钛白粉生产废酸环保处理方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

a、向废酸中加入磷酸反应，生成沉淀，分离酸液备用，固体沉淀经除铁、洗涤、焙烧得磷酸钛；

b、将步骤a所得的酸液用含镁原料中和，生成沉淀，分离溶液备用，固体渣备用；

c、将步骤b所得的溶液调节pH值至6～8，生成沉淀，分离镁液备用，固体沉淀即氢氧化亚铁；

d、将步骤c所得的镁液调节pH值至9～11，生成沉淀，分离碱性溶液备用，固体沉淀即镁化合物；

e、将步骤d所得碱性溶液调节pH值至6～8，加入氯化钡，生成沉淀，分离滤液备用，固体沉淀即为硫酸钡；

f、将步骤e所得滤液吸附处理，得达标废水。

优选的，因磷酸与硫酸氧钛反应较慢，实践中发现，当步骤a温度升至70℃以上，磷酸与硫酸氧钛反应速度显著加快，为加快反应，步骤a的反应温度优选70℃～100℃。

其中，步骤a磷酸的加入量视废酸中硫酸氧钛的量而定，以使废酸中硫酸氧钛充分反应沉淀即可。

具体的，步骤a焙烧温度为400℃～450℃时，可使磷酸钛转化彻底。若温度过低，转化率偏低；温度过高，增加生产成本。

其中，步骤b含镁原料的加入量以使中和废酸即可。

具体的，步骤b中所述的含镁原料中氧化镁>35wt％，优选的，菱苦土、镁砂、废弃镁砂打结料、选矿尾矿、蛇纹石。优选废弃镁砂打结料，选矿尾矿、蛇纹石。进一步优选采用废弃镁砂打结料可减少工业废弃物的排放。所述废弃镁砂打结料是指经冶炼后需拆除清理的电炉炉衬，如中频电炉的镁质炉衬、电炉活动炉体的镁质炉衬等。